水泥厂脱硝

密级：

科技计划项目

可行性研究报告

项目名称：1#、2#窑尾烟气脱硝技改

所属领域：建材

项目类型：应用技术研发项目

申报单位（盖章）：

项目负责人：汪洪伟

申报日期：2013.10.18

1、项目摘要

应用水泥行业比较成熟的SNCR,实现脱硝效率40%以上，满足DB37_2373-2013《山东省建材工业大气污染物排放标准》要求的NOX400mg/Nm3排放浓度。

2、项目实施的意义和必要性

2011年我国水泥总产量已突破20亿吨，NOx排放量已成为火电

之后的第二大工业领域。“十二五”时期，水泥行业是NOx减

排的重点行业。2012年在《水泥工业“十二五”发展规划》指

出，到2015年末，NOx排放总量降低10%，新建生产线必须配

套建设效率不低于60%的烟气脱硝装置，二氧化硫排放总量降

低8%等目标，“两会”期间，温家宝总理在政府工作报告中也

提出要加快燃煤机组脱硝设施建设，加强水泥行业NOx的治理

等要求，而同期环保部正在研究相当严格的水泥工业新的NOx

排放标准。由此可见，我国水泥工业全面推进清洁生产，大力

进行节能减排，开展脱硝等大气污染物减排工作势在必行并显

得尤为迫切。环境保护部副部长张力军在海螺集团考察时指出：“十二五”污染减排任务更加艰巨，当前尤其是NOX减排压力

巨大，“十二五”第一年全国NOX排放量不降反升，减排形势

非常严峻。目前，我国有水泥新型干法生产线1400条左右，新

型干法水泥窑的NOX排放普遍在800mg/Nm3左右，而欧盟等国

外水泥企业排放量则普遍在500 mg/Nm3。与发达国家相比，我

国仍有较大差距。近期，环保部和财政部将联合出台文件，设

立5个亿专项资金对重点污染物进行治理，今年有4个亿作为水泥窑NOX减排专项资金，1个亿作为PM2.5治理专项资金。每个省都会有3-5条新型干法水泥生产线作为该资金的补助对象，建成区域示范工程。

2011年我国水泥行业排放的NOx约220万吨，占我国工业NOx 排放总量的10%左右，对NOx排放贡献仅次于火电和机动车尾气排放，位居第三。NOx的排放问题已成为水泥工业可持续发展的制约因素。根据2010年对150多家水泥企业的调研，水泥厂的大气污染物基本上得到了控制，但是氮氧化物已成为主要废气污染源。比如，对于每条5000t/d的熟料新型干法水泥生产线而言，企业每年需缴纳排污费90～100万元，其中氮氧化物排污费约占85％，即每年氮氧化物排污费76～85万元。 2010年11月中华人民共和国工业和信息化部发布的《水泥行业准入条件》公告，新准入条件明确了限制水泥业产能过剩的政策方向，重点支持现有水泥（熟料）企业联合、重组、并购，支持不以新增产能为目的技术改造项目。并通过规划的实施，力争使水泥熟料生产企业数量从目前的3000家左右，减少到1000家左右。至2015年，前10家企业水泥产量达到全国水泥产量的35%以上，前10家的平均规模大于7000万吨产能。预示着我国的水泥工业正在向大型化、集团化、资源节约

回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备，也是NOx的主要来源。煅烧水泥熟料时生成一氧化氮NO的途径主要有四种，

即第一种热力型NOx，它是燃料在水泥窑头1400℃以上燃烧时会产生大量NOx；第二种瞬发型NOx，它是有碳氢根存在时，于火焰前端瞬发形成的NOx，一般这种瞬发NO生成量的比例很小；第三种燃料型NO，它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。第四种生料型NOx，它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx，例如NH4等。在窑废气中NO2一般仅占NO+NO2总量的5％以下，NO则占总量的95％以上。在我国新型干法水泥回转窑上常用的NOx控制技术主要有以下几种：一是优化窑和分解炉的燃烧制度；二是改变配料方案，掺用矿化剂以求降低熟料烧成温度和时间，改进熟料易烧性；三是采用低NOx的燃烧器；四是在窑尾分解炉和管道中的阶段燃烧技术。然而，即使把上述四种措施全部采用起来，事实上水泥窑的NOx排放也很难达到500mg／Nm3以下。采用选择性非催化还原（SNCR）脱硝法或选择性催化还原（SCR）脱硝法进一步降低NOx排放的措施是一个非常有效的降低NOx排放的途径。选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术 1） SNCR 降低NOx原理选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下简写为SNCR）技术是一种成熟的商业性NOx控制处理技术。SNCR方法主要在850～1050℃下，将含氮的化学剂喷入贫燃烟气中，将NO还原，生成氮气和水。在水泥窑氮氧化物减排实施中，主要在分解炉合适位置喷入适量的还原剂（氨水或是尿素溶液），喷入的还原剂在烟气自身热力运动和喷枪的合理分散作用下，同氮氧化物

完成充分混合，在适合的温度和气氛下，反应生成氮气和水，发生以下反应过程如下： 4NH3 + 4NO + O2 →4N2 + 6H2O (1) 温度进一步升高,则可能发生以下的反应: 4NH3 + 5O2 →4NO + 6H2O (2) 当温度低于800℃时,NH3与NO的反应速度很慢；当温度高于1050℃时反应式(2)会逐渐起主导作用,当温度高于1300℃时NH3转变为NO的趋势会变得明显。

我公司现排放浓度为600-1000 mg/Nm3，超出山东省/国家规定，项目迫于环保要求必须干.

3、国内外技术现状分析

对于新建、改建的水泥生产线（水泥窑及窑磨一体机），德国的标准依然最为严格：NOx排放限值为200mg/Nm3，欧盟要求为200～500 mg/ Nm3。我国又比欧盟、奥地利500 mg/Nm3的排放限值宽300 mg/Nm3，比德国200 mg/Nm3的排放限值宽600 mg/Nm3。因此，我国《水泥工业大气污染物排放标准》规定的NOx排放限值距发达国家存在较大差距。

表1.1 国外发达国家水泥窑SO2、NOx、氟化物排放标准（mg/Nm3）